同时脱硫脱硝中的臭氧浓度在线监测研究

发布时间：2020-04-25 05:50

【摘要】：十三五节能减排综合工作中明确规定,争取到2020年年底,全国大范围降低火电厂二氧化硫和氮氧化物等污染气体的排放。随着我国出台的火电厂污染物排放标准越来越严格,臭氧同时脱硫脱硝技术凭借其高效的烟气脱除效率,简单的运行操作系统和较低的成本,成为火电厂烟气污染物控制的发展趋势。但是,近年来各地频频曝出臭氧污染的警报。因此,在实施这项新技术的同时,臭氧浓度的实时监测具有重要的研究意义。本文利用碘量法、紫外光吸收法和差分吸收光谱技术对臭氧监测分别进行了相关研究。搭建的实验台部分包括:臭氧发生系统、实验数据采集装置和数据处理装置,并对实验系统相关设备的性能和结构进行介绍。创建的臭氧发生系统解决了市面上没有臭氧标气的问题。通过实验得到,常温常压下实验系统的标准臭氧吸收截面,并与HITRAN中获得的标准臭氧吸收截面进行对比,得出实验获取的吸收截面更具有实用性。针对实际监测中,环境和仪器本身的噪声叠加在气体吸收光谱,影响光谱分析准确度与检测限的情况,利用小波变换、Savitzky-Golay滤波和傅里叶变换滤波三种滤波方法,对臭氧的吸收光谱分别进行去噪处理。利用信噪比与均方根误差对所得光谱进行分析评价,结果表明Savitzky-Golay滤波对信号去噪的效果最好,可优先应用于臭氧的光谱计量分析。运用碘量法对高浓度臭氧进行标定,并确定其检出限与测量精度。用紫外光吸收法在245-270nm波段对低浓度的臭氧进行研究,发现在253-255nm波段光谱的信噪比较高,更适合臭氧浓度的测量。通过进一步的研究,确定本实验系统下臭氧浓度的最低检测限为0.75ppm,测量精度为0.01ppm。将碘量法与紫外光吸收法测量得到的臭氧浓度作为后续研究的参考标准。差分吸收光谱法利用Savitzky-Golay滤波去噪,结合多项式拟合滤除慢变化,利用遗传算法与最小二乘法对臭氧浓度进行反演。对比紫外光吸收法发现:在臭氧浓度较低的情况下,紫外吸收法与差分吸收光谱法反演出的臭氧浓度结果相近,在臭氧浓度较高的情况下,两种方法计算出来的结果具有较大误差。同时确定了本实验系统中,差分吸收光谱法测量臭氧浓度的最低检测限与测量精度。文章最后研究了SO_2对臭氧吸收的影响,发现少量SO_2的存在对臭氧的差分吸光度影响很小,在进行臭氧浓度监测的时候可以忽略SO_2等气体的干扰。
【图文】：

介质阻挡放电,结构示意图,臭氧

受环境温度的影响。一般情况下，当外界温度到达 3到达 100 度时剧烈分解，温度达到 270 度时臭氧会立强的氧化性，其氧化能力高于一般的氧化剂，略低于候，，它的反应物通常是氧气，没有污染，因此臭氧也臭氧的危害性与腐蚀性。臭氧的危害性在第一章有详氧具有很强的腐蚀性，对于经常暴露在臭氧中的部四氟乙烯（PTFE）。避免出现使用不久就发现疏松、产生机理与制取法合成臭氧，是目前应用最广泛的臭氧制取技术，同体指，某些含有氧气成分的气体比如：氧气、空气以过放电区域生成臭氧的过程。本实验所采用的臭氧介质阻挡放电法（常用的一种电晕放电法），其放电电介质，将电极置入放电空间内，在放电空间内施加当有含氧气体通过时会产生臭氧，图 2-1 为具体的示

示意图,光吸收,示意图

华北电力大学硕士学位论文物质对电磁辐射的吸收从而形成了吸收光谱。不同的，因此每种气体都有自身特定的吸收光谱。基于气体的浓度。谱法主要应用于在紫外可见光区（UV-VIS）内有吸收波长（nm）来表示。该研究对象的应用范围大多在近内，在可见区域的吸收范围为 380-780nm[18]。-Beer 定律单色光穿过含有均匀吸光介质的吸收池时，其中一部 2-2 所示，入射光强度为 I0，出射光强度为 I，穿过一气体吸收池。假设吸收光强为 Ix，现在取一横截面为研究，光吸收的强度为 dIx，则有-dIx=k Ix。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X773;X831

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